考试时间:9周周一下午2:00考试地点:主楼428答疑时间:8周周四/周五下午 2：00-5：00答疑地点:中以楼A404235000002Vg总水头线总水头线测压管水头线测压管水头线1.8m3.89m220003330322wpVpVZZhgggg5m12312232232211 1222122233311 113231 4.954 m/s42 5.573 m/s42 2222290.74VVVQVDQVVdpppVpVZZggggpVpVZZggggppKPa（）用连续性方程计算和（）用能量方程计算、建立控制体的动量方程建立控制体的动量方程X方向：方向：222331 11222211 cos60cos60 224cos60cos6044xQVQVQ VpDpdpdF Y方向：方向：2233222211sin60sin600 22sin60sin6044yQVQVpdpdF1240.05()1750.1()xyFKNFKN 222144.8754.68xyFFFKN结论：水对支座的总推力与支座对水的作用力大小相结论：水对支座的总推力与支座对水的作用力大小相等，方向相反，即等，方向相反，即 。
FF 2311322dzzs液体与固体、气体的区别：液体与固体、气体的区别：（理解）（理解）固体：分子间距很小，内聚力很大，能保持固定的形状固体：分子间距很小，内聚力很大，能保持固定的形状 和体积，能承受一定的拉力、压力和剪切力和体积，能承受一定的拉力、压力和剪切力流体：分子间距较大，内聚力很小，几乎不能承受拉流体：分子间距较大，内聚力很小，几乎不能承受拉 力；在微小剪切力作用下，很容易发生变形或流力；在微小剪切力作用下，很容易发生变形或流 动，不能保持固定的形状动，不能保持固定的形状液体内聚力又比气体大得多，液体能保持固定的体液体内聚力又比气体大得多，液体能保持固定的体 积，气体不能保持固定的体积积，气体不能保持固定的体积惯性、质量与密度；万有引力特性、重力与容惯性、质量与密度；万有引力特性、重力与容重；粘滞性重；粘滞性（重点）（重点）（牛顿内摩擦定律、（牛顿内摩擦定律、牛顿流体）牛顿流体）；压缩性；表面张力；压缩性；表面张力量纲的概念量纲的概念基本量纲、导出量纲基本量纲、导出量纲（掌握）（掌握）连续介质连续介质假定液体质点之间没有空隙，液假定液体质点之间没有空隙，液体质点连续充满所占的空间，其物理性质和运体质点连续充满所占的空间，其物理性质和运动要素都是连续分布的动要素都是连续分布的。
理解）（理解）理想液体理想液体把水看作是绝对不可压缩、不能把水看作是绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质理解）（理解）粘滞性粘滞性是理想液体和粘滞液体最大的区别是理想液体和粘滞液体最大的区别（重（重点）点）（掌握）（掌握）表面力表面力是作用于液体的表面上，并与受作是作用于液体的表面上，并与受作用的表面面积成正比的力，如压力、粘滞力用的表面面积成正比的力，如压力、粘滞力质量力质量力是指通过液体质量而起作用，其大是指通过液体质量而起作用，其大小与质量成正比的力，如重力、惯性力小与质量成正比的力，如重力、惯性力单位质量力单位质量力静水压力和静水压强的概念静水压力和静水压强的概念（掌握）（掌握）静水压强的特性静水压强的特性（掌握）（掌握）及证明及证明（理解）（理解）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面方向）（方向）作用于同一点上各方向的静水压强大小相等作用于同一点上各方向的静水压强大小相等大小）（大小）液体平衡微分方程的建立液体平衡微分方程的建立（理解）（理解）等压面的定义及特性等压面的定义及特性（掌握）（掌握）在相连通的同种液体中，由压强相等的各点所组成在相连通的同种液体中，由压强相等的各点所组成的面叫做等压面。
的面叫做等压面等压面与质量力正交等压面与质量力正交常见的等压面：常见的等压面：水平面水平面静止液体；自由表面；静止液体；自由表面；两种不同液体的交界面两种不同液体的交界面静止液体静止液体（掌握、应用）（掌握、应用）重力作用下水静力学基本方程重力作用下水静力学基本方程（重点）（重点）压强的起算基准（压强的起算基准（2）（重点）（重点）绝对压强、相对压强、真空压强定义以及三者之间的绝对压强、相对压强、真空压强定义以及三者之间的关系关系压强的计量单位压强的计量单位（掌握）（掌握）应力、大气压强的倍数、液柱高应力、大气压强的倍数、液柱高pzc0pph水头和单位势能水头和单位势能（重点）（重点）压强的测量：压强的测量：测压管、测压管、U型水银测压计、差压计型水银测压计、差压计（掌握等压面应用）（掌握等压面应用）pzcpg压强水头，压强水头，单位压能单位压能Z位置水头，位置水头，单位位能单位位能pzg测压管水头，测压管水头，单位势能单位势能（重点（重点掌握计算矩形平面计算）掌握计算矩形平面计算）静水总压力的求解方法有图解法和分析法静水总压力的求解方法有图解法和分析法图解法（底边与液面平行的矩形平面）：图解法（底边与液面平行的矩形平面）：分析法（任意平面）：压力中心分析法（任意平面）：压力中心 D D 通常低于通常低于 面积形心面积形心 C C大小：大小：方向：方向：作用点：作用点：内法线方向内法线方向沿宽度方向在作用面的对称轴上，即沿宽度方向在作用面的对称轴上，即b/2处，处，沿高度方向必在压强分布图的形心上。
沿高度方向必在压强分布图的形心上P=Ap b（重点）（重点）水平静水总压力水平静水总压力竖直静水总压力竖直静水总压力xcxAhPpzgVP大小：大小：方向：方向：作用线：作用线：22zxPPP 与水平面的夹角与水平面的夹角xzPPtgarc PPzPx通过通过PX 与与PZ 的交点的交点 Ax压力中心压力中心压力体底面积压力体底面积 形心形心（理解）（理解）拉格朗日法拉格朗日法着眼于流体质点，跟踪质点描着眼于流体质点，跟踪质点描述其运动历程述其运动历程欧拉法欧拉法着眼于空间点，研究质点流经空间着眼于空间点，研究质点流经空间各固定点的运动特性（是描述液体运动常用的各固定点的运动特性（是描述液体运动常用的一种方法）一种方法）（掌握）（掌握）恒定流与非恒定流恒定流与非恒定流 恒定流恒定流各点运动要素都不随各点运动要素都不随 时间变化的流动时间变化的流动迹线与流线迹线与流线（流线的特性）（流线的特性）流管、微小流束、总流和过水断面流管、微小流束、总流和过水断面 流量和断面平均流速流量和断面平均流速 一元流、二元流、三元流一元流、二元流、三元流 均匀流、非均匀流（渐变流、急变流）均匀流、非均匀流（渐变流、急变流）均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同，即在同一过水断面上各点测压管水强分布规律相同，即在同一过水断面上各点测压管水头为一常数。
头为一常数急变流过水断面上的动水压强分布急变流过水断面上的动水压强分布 （定性分析）（定性分析）（重点）（重点）2211AAQ1321 13 322QAvA vA v1321 13 322QAvA vA v（重点）（重点）212222222111 whgvpZgvpZ 适用条件适用条件：恒定流、质量力只有重力、均匀流（渐变流）：恒定流、质量力只有重力、均匀流（渐变流）断面断面22333111131 322wpVpVZZhgggg22333222232322wpVpVZZhgggg2211 12221222twpVpVZHZhgggg流程中途有能量流程中途有能量H H输输入或输出：入或输出：过水断面上单位重量的液体所具有的过水断面上单位重量的液体所具有的 平均位能，位置水头；平均位能，位置水头；rp平均压能，压强水头；平均压能，压强水头；rpZ g22 平均动能，流速水头平均动能，流速水头；grpZ22 Z平均势能，测压管水头；平均势能，测压管水头；总机械能，总水头总机械能，总水头 总水头线和测压管水头线的绘制总水头线和测压管水头线的绘制 选代表性的过水断面选代表性的过水断面变径处；变径处；总水头线一定是一条逐渐下降的直线或曲线；总水头线一定是一条逐渐下降的直线或曲线；测压管水头线可能是下降的，也可能是上升；测压管水头线可能是下降的，也可能是上升；D 不变，不变，v 不变，总线不变，总线测线；测线；管路出口管路出口大气压强大气压强 p=0；对于河道、渠道中的均匀流或渐变流，水面线就是测对于河道、渠道中的均匀流或渐变流，水面线就是测压管水头线。
压管水头线重点）（重点）)(1122vvQF 222333111FQVQVQV 注意点：矢量方程；相对压强；注意点：矢量方程；相对压强；输出的动量减去输入的动量；输出的动量减去输入的动量；动量修正系数通常动量修正系数通常=1（掌握）（掌握）水头损失水头损失单位重量液体的机械能损失单位重量液体的机械能损失沿程水头损失沿程水头损失局部水头损失局部水头损失某一流段的总水头损失：某一流段的总水头损失：wfjhhh液流边界横向轮廓的形状和大小对水头损失的液流边界横向轮廓的形状和大小对水头损失的影响影响（理解）（理解）过水断面的水力要素：面积、过水断面的水力要素：面积、湿周、水力半径湿周、水力半径（掌握）（掌握）液流边界纵向轮廓水头损失的影响液流边界纵向轮廓水头损失的影响（理解）（理解）边界纵向轮廓不同边界纵向轮廓不同均匀流均匀流非均匀流非均匀流（沿程水头损失）（沿程水头损失）RJ0均匀流沿程水头损失与切应力的关系均匀流沿程水头损失与切应力的关系（掌握）（掌握）对均匀流中任一流束对均匀流中任一流束R JRR/0对管道对管道00/rr对宽浅明渠对宽浅明渠0)/1(hy达西公式达西公式（重点）（重点）gVdlhf22当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂，这种型态的流动叫做互不混杂，这种型态的流动叫做层流。
层流掌握）（掌握）当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做程中，互相混掺，这种型态的流动叫做紊流掌握）（掌握）液流型态的判别液流型态的判别下临界下临界雷诺数雷诺数（掌握）（掌握）紊流形成的过程及条件：紊流形成的过程及条件：（理解）（理解）扰动扰动波动波动(横向压差横向压差)力偶力偶(旋转倾向旋转倾向)涡流涡流 条件：涡体的形成；雷诺数达到一定数值条件：涡体的形成；雷诺数达到一定数值（理解）（理解）流速分布：流速分布：220()4xgJurr断面平均流速：断面平均流速：232AudAgJVdA沿程水头损失：沿程水头损失：232fVLhgd2264642Re2L VL VVd dgdg沿程阻力系数：沿程阻力系数：（掌握）（掌握）64Remax21u抛物型流速分布抛物型流速分布运动要素的时均概念运动要素的时均概念（理解）（理解）紊流产生附加切应力紊流产生附加切应力（理解）（理解）紊流中存在粘性底层紊流中存在粘性底层（重点）（重点）层流底层厚度随雷诺数的增加而减小层流底层厚度随雷诺数的增加而减小 水力光滑面、过渡粗糙面、水力粗糙面水力光滑面、过渡粗糙面、水力粗糙面紊动使流速分布均匀化紊动使流速分布均匀化（原因）（原因）（掌握）（掌握）（掌握）（掌握）1 1当当Re2000Re2000时，层流区，时，层流区，2 2当当2000Re40002000Re4000Re4000时，时，1 1）ReRe小时，水力光滑管，小时，水力光滑管，2 2）ReRe稍大时，过度粗糙区，稍大时，过度粗糙区，)/(0rf2Vhf3）Re大时，水力粗糙管，大时，水力粗糙管，又称又称阻力平方区阻力平方区。
Re/64(Re)f(Re)f(Re)f)/(Re,0rf尼古拉兹试验：尼古拉兹试验：（重点）（重点）VC RJ22fV LhC RfhJl与达西公式的转换：与达西公式的转换：gC8曼宁公式曼宁公式巴甫洛夫斯基公式巴甫洛夫斯基公式（可不记）（可不记）161CRn11yCRnn为粗糙系数，简为粗糙系数，简称糙率水力半径称糙率水力半径单位均采用单位均采用m这两个公式均依据阻力平方区紊流的实测资料求得，故只这两个公式均依据阻力平方区紊流的实测资料求得，故只能能适用于阻力平方区的紊流适用于阻力平方区的紊流重点）（重点）22jVhg局部水头损局部水头损失系数失系数 式中局部水头损失系数由试验测定，式中局部水头损失系数由试验测定，V V为发为发生局部水头损失后或前的平均流速生局部水头损失后或前的平均流速d/2孔口出流：孔口出流：（理解）（理解）0022gHAgHAvAQc AAc 1管嘴出流：管嘴出流：（理解）（理解）02accppQAvAg Hg孔口嘴（掌握）（掌握）有压管有压管管道的整个横断面都充满了液体，管道的整个横断面都充满了液体，管内不存在自由表面，管道周界上的各点均受管内不存在自由表面，管道周界上的各点均受到液体压强的作用到液体压强的作用按按2 2类水头损失所占比例分类类水头损失所占比例分类 长管、短管（定义、区分条件长管、短管（定义、区分条件)按管道布置分类按管道布置分类 简单管道、复杂管道简单管道、复杂管道（掌（掌握）握）自由出流自由出流淹没出流淹没出流c (自由自由)=c(淹没淹没)（管道布置情况一样时）（管道布置情况一样时）总水头线和测压管水头线的绘制总水头线和测压管水头线的绘制长管：长管：2cQAgH dlc11 dlc12cQAgzlHKlhKJKQfRACK（理（理解）解）1）已知：已知：l 管道布置；管道布置；d 管径；管径；H 作用水头作用水头 求求Q？（同上）（同上）2）已知：已知：l 管道布置，管道布置，d 管径；管径；Q 输水能力输水能力 求求H？长管：长管：短管：短管：3）已知：已知：l 管道布置，管道布置，Q 输送流量输送流量 求：求：设计管道直径设计管道直径 D=?已知或未知总水头已知或未知总水头 H4）确定各断面的压强分布确定各断面的压强分布2222fl vQHhldgKgvdlH2)(22 （重点）（重点）虹吸管虹吸管 输水能力；最大安装高度输水能力；最大安装高度倒虹吸倒虹吸 输水能力输水能力水泵管系水泵管系 离心泵安装高度离心泵安装高度 ；扬程；扬程（理解）（理解）串联管道串联管道并联管道并联管道分叉管道分叉管道fifffhhhh 21ininiiiiflKQhH 1122iififilKiQlKQhhH222 明渠明渠是一种人工修建或自然形成的渠道。
是一种人工修建或自然形成的渠道明渠中的水流称为明渠中的水流称为明渠水流明渠水流它具有与大气相它具有与大气相接触的自由表面，由于自由表面上各点的相对接触的自由表面，由于自由表面上各点的相对压强为零，所以也称为压强为零，所以也称为无压流无压流掌握）（掌握）明渠的横断面明渠的横断面垂直于渠道中心线作铅垂面与渠底垂直于渠道中心线作铅垂面与渠底及渠壁的交线所包围的断面称为明渠的及渠壁的交线所包围的断面称为明渠的横断面横断面理（理解）解）明渠过水断面的水力要素（以梯形断面为例）明渠过水断面的水力要素（以梯形断面为例）（掌握）（掌握）棱柱体渠道和非棱柱体渠道的概念棱柱体渠道和非棱柱体渠道的概念（理解）（理解）明渠底坡明渠底坡isin及其分类及其分类（掌握）（掌握）：顺坡、平坡、逆坡顺坡、平坡、逆坡明渠均匀流的特性：明渠均匀流的特性：过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变；过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变；（理解）（理解）过水断面上的流速分布、断面平均流速、动能修正系数过水断面上的流速分布、断面平均流速、动能修正系数及流速水头沿程不变；及流速水头沿程不变；（理解）（理解）总水头线、水面线及底坡线相互平行，总水头线、水面线及底坡线相互平行，J=Jz=i；（掌握）（掌握）水流方向上的重力分量与渠道边界的摩擦阻力相等，只水流方向上的重力分量与渠道边界的摩擦阻力相等，只能在正坡渠道才可能形成均匀流。
能在正坡渠道才可能形成均匀流掌握）（掌握）明渠均匀流产生的条件明渠均匀流产生的条件：（理解）（理解）恒定流；流量不变；恒定流；流量不变；棱柱体渠道；棱柱体渠道；顺坡顺坡(i0)；渠道中；渠道中无建筑物的局部干扰无建筑物的局部干扰重点）（重点）iRCV 常数 AvQiKiRACQ水力最佳断面定义水力最佳断面定义（掌握）（掌握）梯形水力最佳断面的宽深比为梯形水力最佳断面的宽深比为（理解）（理解）允许流速：允许流速：不冲允许流速不冲允许流速V；不淤流速；不淤流速V（理解）（理解）22(1)mbmmh2mmhR322135322111iAnRAinRiACQ（主要掌握流量计算）（主要掌握流量计算）以梯形断面为例：以梯形断面为例：),(nihbmfQ 5132231 A iQAC Rin。